金(jin)(jin)屬(shu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力加工(gong)(gong)(gong)時(shi)(shi),坯料(liao)在高壓(ya)(ya)(ya)(ya)下(xia)從(cong)封閉的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)通過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)模(mo)(mo)孔流(liu)出而得到制品,這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)力加工(gong)(gong)(gong)過程(cheng)稱為擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程(cheng)可以(yi)采用兩種方(fang)法來實現:正(zheng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)和反擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。正(zheng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)坯料(liao)被擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿通過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊推著,整個(ge)坯料(liao)金(jin)(jin)屬(shu)向(xiang)緊固在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)前部的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)方(fang)向(xiang)流(liu)動。反擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)坯料(liao)保持不動,而由(you)于擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)朝著金(jin)(jin)屬(shu)坯料(liao)移動的(de)結(jie)果產生(sheng)金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)法及(ji)工(gong)(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)配置如圖0-1所示。


圖0-1.jpg


  采用這兩種方法(fa)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品橫(heng)截面的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)于金屬流動所(suo)通過的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模模孔(kong)的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。因此(ci),為(wei)了得(de)到實心(xin)截面的(de)制(zhi)(zhi)品,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模的(de)模孔(kong)要給予(yu)相應的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。為(wei)了得(de)到空心(xin)的(de)制(zhi)(zhi)品(管子和空心(xin)異型材),在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模的(de)模孔(kong)內必須插入芯棒(bang)(bang)。芯棒(bang)(bang)與(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模之間形(xing)(xing)成環狀(zhuang)間隙(xi),此(ci)間隙(xi)的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)著擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。


 在(zai)擠(ji)壓空(kong)心(xin)制(zhi)品時(shi)(shi),利(li)用兩種(zhong)方法(fa)來(lai)形(xing)成(cheng)(cheng)環(huan)形(xing)間隙。其(qi)一,采(cai)用較長的(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)狀(zhuang)與尺(chi)寸。此時(shi)(shi),芯(xin)棒(bang)(bang)不僅穿(chuan)過(guo)擠(ji)壓模(mo),而且穿(chuan)過(guo)整(zheng)個(ge)金屬坯料(liao);其(qi)二,環(huan)狀(zhuang)間隙的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)借助于(yu)(yu)較短的(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)來(lai)達到,短芯(xin)棒(bang)(bang)被(bei)直接(jie)緊固在(zai)擠(ji)壓模(mo)專門(men)的(de)(de)(de)橋架(舌形(xing)梁(liang))上(shang),或者與擠(ji)壓模(mo)做成(cheng)(cheng)一個(ge)整(zheng)體(ti)。對于(yu)(yu)鋼等高(gao)變形(xing)抗力的(de)(de)(de)材料(liao),擠(ji)壓其(qi)空(kong)心(xin)制(zhi)品(鋼管及空(kong)心(xin)型(xing)材)時(shi)(shi),只能采(cai)用較長的(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)形(xing)成(cheng)(cheng)環(huan)形(xing)間的(de)(de)(de)方法(fa)進(jin)行(xing)擠(ji)壓。此時(shi)(shi),根據被(bei)加工(gong)材料(liao)的(de)(de)(de)性能,金屬坯料(liao)的(de)(de)(de)中心(xin)孔可(ke)以通(tong)過(guo)在(zai)立式(shi)穿(chuan)孔機上(shang)直接(jie)穿(chuan)孔得(de)到,也(ye)可(ke)以通(tong)過(guo)機械加工(gong)預鉆孔后在(zai)擴(kuo)(kuo)孔機上(shang)進(jin)行(xing)擴(kuo)(kuo)孔后得(de)到。


 采用短(duan)芯棒(bang)來形成(cheng)環(huan)狀間隙(xi)的方法進行空心制(zhi)品的擠(ji)(ji)壓,當坯料推入(ru)擠(ji)(ji)壓模時,金(jin)屬流(liu)入(ru)夾(jia)持芯棒(bang)的橋架孔中,在橋架下面包圍(wei)著(zhu)芯棒(bang),且熔(rong)焊(han)成(cheng)管(guan)子(zi)。利(li)用這(zhe)種擠(ji)(ji)壓方法,得到優質管(guan)子(zi)的必要條件是確保變形金(jin)屬的熔(rong)焊(han)條件,并且不能采用潤滑劑。因此,這(zhe)種擠(ji)(ji)壓方法只適(shi)用于擠(ji)(ji)壓溫度(du)與變形抗力比較(jiao)低(di)的材(cai)料,如(ru)鋁合金(jin)。


 有(you)色金屬(shu)管材的擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)一般都采用帶(dai)有(you)內置(zhi)(zhi)式(shi)穿孔(kong)系統(tong)的擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji),實心坯(pi)料的穿孔(kong)和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)在同一臺(tai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)上完成,不設置(zhi)(zhi)專(zhuan)用的立式(shi)穿孔(kong)機(ji)。由于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)過程所(suo)具有(you)的金屬(shu)流動的特性,采用擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)方(fang)(fang)法(fa)可以制造用其(qi)他壓(ya)力加工方(fang)(fang)法(fa)(如軋制方(fang)(fang)法(fa))所(suo)不能制造的、形狀(zhuang)非常復雜的制品(圖0-2)。


圖0-2.jpg


  擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程還(huan)具有(you)很大的(de)靈活性(xing)。在現(xian)有(you)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)裝備上,只需(xu)要(yao)更換(huan)(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模具的(de)個(ge)別(bie)零(ling)件(如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)棒材時(shi),更換(huan)(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模;擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)管材時(shi),更換(huan)(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯棒),其產品(pin)就可以(yi)從一種(zhong)制(zhi)品(pin)轉換(huan)(huan)為(wei)另(ling)一種(zhong)制(zhi)品(pin),且更換(huan)(huan)工模具非常簡單和(he)迅(xun)速,只需(xu)要(yao)幾分鐘就可以(yi)完(wan)成。根據德國施維爾特鋼廠(chang)的(de)經驗,在8小(xiao)時(shi)工作制(zhi)的(de)一個(ge)班內(nei),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)15~20種(zhong)不同斷面的(de)產品(pin)很容易實現(xian)。


  同(tong)時(shi),一般當擠壓機的噸位(wei)確(que)定(ding)之后(hou),擠壓筒(tong)的規格可選擇3~6個系列(lie),相應的擠壓坯料和工模具的規格也(ye)就在3-6個系列(lie)范圍內與工模具的準備比較(jiao)簡單。


  因此(ci),擠(ji)壓(ya)法對于(yu)小批量制品(pin)的(de)(de)生產是(shi)經濟(ji)而(er)合理的(de)(de),甚(shen)至當制品(pin)的(de)(de)形狀能夠用其(qi)他的(de)(de)壓(ya)力加工方法生產時也是(shi)如此(ci)。


 擠(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)所(suo)特有的(de)(de)應力(li)(li)(li)狀(zhuang)態為(wei)(wei)各向(xiang)不均(jun)(jun)(jun)勻(yun)的(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)。由于工(gong)模(mo)具形狀(zhuang)、摩擦(ca)力(li)(li)(li)的(de)(de)影(ying)響(xiang)與變形金屬性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)不均(jun)(jun)(jun)勻(yun)性(xing)(xing),導致(zhi)在(zai)坯(pi)料(liao)(liao)金屬內(nei)除了壓(ya)(ya)應力(li)(li)(li)以外,還會產生附加(jia)的(de)(de)剪應力(li)(li)(li)。但是研究與生產經驗表明,在(zai)采取降低摩擦(ca)力(li)(li)(li)與材料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)不均(jun)(jun)(jun)勻(yun)性(xing)(xing)的(de)(de)措施以及選擇形狀(zhuang)合適的(de)(de)工(gong)模(mo)具后,可使擠(ji)壓(ya)(ya)具有比其他壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)方法(如自由鍛或(huo)軋制(zhi))更為(wei)(wei)有利(li)的(de)(de)塑性(xing)(xing)變形條件,從而提高了材料(liao)(liao)的(de)(de)變形能(neng)(neng)力(li)(li)(li),使擠(ji)壓(ya)(ya)法可以實現(xian)任(ren)何低塑性(xing)(xing)材料(liao)(liao)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)。并且擠(ji)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)后的(de)(de)制(zhi)品內(nei)部組織致(zhi)密、性(xing)(xing)能(neng)(neng)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)。


 生(sheng)產(chan)經驗還(huan)證明,擠壓制品的表面質量與尺寸精度并不比熱軋制品低,有時還(huan)要(yao)高一些(表0-1)。德國工廠(chang)的試驗表明,在同樣(yang)的條件下所(suo)生(sheng)產(chan)的擠壓產(chan)品的機械性能,完全在DN標準(zhun)所(suo)規(gui)定的范圍之(zhi)內,并且稍優于軋制產(chan)品。擠壓所(suo)得到的在制品長度方向上較高的抗拉強度可能是(shi)擠壓產(chan)品一個很(hen)大的優點。


表0-1.jpg


 石(shi)油化學工業的迅(xun)速發展和新建熱電站用(yong)材料的升級換代,需(xu)要更(geng)大量地使用(yong)各種高性能的耐(nai)蝕鋼管、不銹鋼管和耐(nai)熱鋼管,以及相當大一部(bu)分輕型的(de)經(jing)濟斷面異型材。這些材料用軋制的(de)方法是(shi)很難(nan)生產的(de),而這一領域(yu)的(de)產品只能用擠壓(ya)(ya)法來(lai)生產。因此,擠壓(ya)(ya)工藝技術在我國有著(zhu)廣闊的(de)發展前景。